Technické informace
Mechanické řešení pikosatelitu PilsenCube
- Podrobnosti
- Nadřazená kategorie: Družicová a satelitní technika
- Kategorie: PilsenCUBE I
- Aktualizováno 3. 10. 2017 19:54
Základní mechanická konstrukce pikosatelitu obvykle plní několik funkcí najednou a při jejím návrhu je potřeba se všemi funkcemi počítat. Hlavní funkce spočívá v mechanické opoře pro instalaci subsystémů pikosatelitu (elektronických modulů, solárních panelů, antén, akumulátorů), která musí být dostatečně pevná pro vydržení počátečních silných vibrací při startu raketového nosiče. Současně však zpravidla plní funkci radiačního stínění elektronických systémů (ochrana před ionizujícím zářením) a funkci pasivní termoregulace (odvod tepla ze zahřátých částí na osvětlené straně pikosatelitu do studených částí na zastíněné straně).
Základní propozice návrhu pikosatelitu PilsenCube
- Podrobnosti
- Nadřazená kategorie: Družicová a satelitní technika
- Kategorie: PilsenCUBE I
- Aktualizováno 3. 10. 2017 19:56
Jedním z důležitých kroků v počátečních fázích vývoje pikosatelitu je stanovení několika základních parametrů, v rámci nichž se budou jednotlivé subsystémy pikosatelitu navrhovat. Musí se stanovit přibližná hmotnostní bilance a energetická bilance pikosatelitu a jeho subsystémů s určitou rezervou ponechanou na neočekávané situace během vývoje. Při hmotností bilanci se stanovují maximální hmotnosti jednotlivých subsystémů pikosatelitu tak, aby nebyl překročen maximální povolený limit (1,33 kg pro pikosatelit třídy CubeSat o základní velikosti dle specifikací CDS rev. 12). Při energetické bilanci se stanovují dlouhodobé průměrné energetické příkony subsystémů tak, aby nedošlo k překročení výkonu dodávaného napájecím subsystémem. Stanovují se také nominální okamžité příkony při plné činnosti, aby nemohlo dojít k přetížení napájecí sběrnice v okamžiku aktivace příliš mnoha subsystémů najednou, dále se stanovují příkony v úsporném režimu při zachování omezené činnosti a minimální příkon při vypnutí subsystému.
Solární články pikosatelitu PilsenCube
- Podrobnosti
- Nadřazená kategorie: Družicová a satelitní technika
- Kategorie: PilsenCUBE I
- Aktualizováno 26. 9. 2018 23:25
Solární články pro běžné použití v pozemních podmínkách se zpravidla vybírají podle cenového kritéria, účinnost přeměny energie slunečního svitu na elektřinu je až druhotná, neboť nejsme příliš limitováni plochou, na kterou můžeme solární články osadit pro získání vyššího příkonu. Při výběru solárních článků na satelity (nebo pikosatelity) se ovšem snažíme z malé plochy získat co nejvíce elektrické energie, tedy vybíráme články s co nejvyšší účinností. Tu lze zajistit speciálními vrstvenými materiály, kde každá z vrstev je citlivá na odlišnou spektrální oblast slunečního světla. Takovéto články se pro svoji extrémní cenu v pozemních podmínkách až na vyjímky nepoužívají, v celkových nákladech na postavení a vypuštění satelitu však tvoří zanedbatelnou položku.
Odběr energie ze solárních článků pikosatelitu PilsenCube
- Podrobnosti
- Nadřazená kategorie: Družicová a satelitní technika
- Kategorie: PilsenCUBE I
- Aktualizováno 3. 10. 2017 19:54
Chceme-li efektivně využívat solární energii, nelze solární články připojit přímo na běžné spínané měniče napětí. Solární článek má za daných podmínek ve volt-ampérové charakteristice bod, kde součin napětí a proudu (výkon) je maximální. Poloha tohoto bodu se ovšem pohybuje podle aktuální teploty solárního článku, intenzity jeho osvětlení, ale třeba i míry degradace aktivního materiálu. Pokud solární článek zatížíme příliš nízkou impedancí, poklesne mu výstupní napětí při menším přírůstku proudu a neodebíráme možný maximální výkon. Pokud článek zatížíme příliš vysokou impedancí, vzroste mu mírně výstupní napětí při větším poklesu proudu a opět neodebíráme maximální možný výkon. Inteligentní zatěžování solárního článku je řešeno tzv. mppt měniči.
Radiokomunikační subsystém pikosatelitu PilsenCube
- Podrobnosti
- Nadřazená kategorie: Družicová a satelitní technika
- Kategorie: PilsenCUBE I
- Aktualizováno 3. 10. 2017 19:55
Radiokomunikační subsystém pikosatelitu je jedním z výzkumných cílů projektu, protože stávající používaná rádia mají malé přenosové rychlosti nedostačující pro přenos velkého objemu dat. Přenosové rychlosti bývají v jednotkách kbit/s, přičemž pikosatelit bývá v dosahu jedné pozemní stanice zhruba 4x denně vždy jen na pár minut. Nejdelší kontakty bývají 10 až 16 minut podle výšky orbity pikosatelitu. Naším výzkumným cílem je realizovat takový komunikační subsystém, který se bude průběžně adaptovat tak, aby byl přenos dat vždy realizován maximální možnou rychlostí za daných aktuálních podmínek v rádiovém kanálu. Adaptace rádiového přenosu je umožněna technologií softwarově definovaného rádia (v pikosatelitu) a vyhodnocením kvality přenosového kanálu v pozemní stanici.
Stabilizační subsystém pikosatelitu PilsenCube
- Podrobnosti
- Nadřazená kategorie: Družicová a satelitní technika
- Kategorie: PilsenCUBE I
- Aktualizováno 3. 10. 2017 19:55
Stabilizační subsystém bývá jednou z nejsložitějších částí pikosatelitů a jeho realizace pro pikosatelity CubeSat je technickou výzvou, protože většina ověřených technologií je pro tyto malé pikosatelity nevhodná z prostorových, hmotnostních i příkonových důvodů. Na druhou stranu, stabilizační subsystém není nezbytnou součástí, a tak mnoho pikosatelitů jej vůbec nemá. Obecně cílem stabilizačních subsystémů je určit prostorovou orientaci, polohu a rychlost rotace pikosatelitu a cíleně je ovlivňovat. Úspěšná implementace stabilizačního subsystému ovšem podstatně rozšiřuje možnosti pikosatelitu. Je pak možné cíleně natáčet solární stěny ke Slunci pro dodávku vyššího elektrického výkonu, cíleně natáčet antény do směru pozemní komunikační stanice pro vyšší přenosové rychlosti, cíleně natáčet senzory do zájmové oblasti (fotoaparáty, kamery, detektory), plánovat probouzení subsystémů podle polohy pikosatelitu pro ušetření energie, zajistit termoregulaci odkláněním přehřátých stěn od Slunce, atd.